Висновки

Усі без винятку дані, що характеризують продуктивність паралельних обчислювальних систем, мають розглядатися критично. Для цього є цілий ряд причин.

1. Характеристики продуктивності, як показник прискорення і показник масштабності завжди пов'язані з конкретним застосуванням паралельних систем - показники справедливі тільки для даного класу задач і дуже умовно можуть бути поширені на інші задач.

2. Показник прискорення деякої програми стосується тільки одного окремого процесора паралельної системи.

3. В SIMD- системах процесорні елементи, як правило, мають значно меншу потужність в порівнянні з MIMD-процесорами, що може дати на порядок, а то й більше, різницю в оцінках швидкості.

4. Завантаження паралельних процесорів - головна складність в MIMD-системах. У SIMD-системах це не так важливо, бо неактивні процесори не можуть бути використані іншими задачами. Незважаючи на це, показник прискорення обчислюється залежно від характеристик завантаження. Якщо SIMD-програма спробує "включити в роботу" непотрібні ПЕ, то дані завантаження, а з ними і показники прискорення, стануть недійсними. Паралельна програма в цьому випадку буде менш ефективною, ніж за результатами тестування.

5. Порівнюючи паралельну систему (наприклад, векторну) з послідовною (скалярною), не доцільно застосовувати два рази один і той же алгоритм (в паралельній і в послідовній версіях).

Приклад. OETS- алгоритм - типовий алгоритм сортування для SIMD-систем, але для послідовних процесорів найефективнішим є алгоритм Quicksort - в усякому разі Quicksort не може бути так просто переведений в ефективну паралельну програму для SIMD-систем. Порівняння “OETS- паралельного” і “OETS- послідовного” алгоритмів дає хороші результати для паралельної системи, але воно не має практичного глузду!

Вправи і завдання до теми №2

1. Паралельна програма виконується на MIMD – системі з 100 процесорами, 3% всіх команд при проході програми виконуються послідовно, а решту може виконуватись паралельно на всіх процесорах. Яке значення має показник прискорення цієї програми на даній програмі?

2. Деяка паралельна програма, що має 10% послідовну частину, має виконуватись на MIMD – системі. Чи існує деякий максимально можливий показник прискорення, незалежний від кількості процесорів системи?

3. Паралельна програма має виконуватись на MIMD – системі з 100 процесорами, проте:

• 2% всіх команд при проході програми мають виконуватися послідовно;

• 20% всіх команд можуть виконуватись тільки на 50 процесорах.

Яке значення має показник прискорення для цієї програми?

1. Паралельна програма має виконуватись на SIMD-системі, що має 10000 процесорних елементів, однак вона містить при виконанні 20% скалярних команд. Решту – векторні команди, що виконуються на всіх ПЕ. Яке значення має показник прискорення для цієї програми?

2. Паралельна програма має виконуватись на SIMD-системі, що має 10000 процесорних елементів. Якщо всі ПЕ були активними впродовж 30% загальної тривалості виконання програми, а решту часу були неактивними, яке значення має показник прискорення для цієї програми?

3. Паралельна програма має виконуватись на SIMD-системі, що має 100 000 процесорних елементів, проте:

• 20% всіх виконуваних інструкцій є скалярними командами;

• 10% всіх інструкцій можуть виконуватись векторно тільки на 100 процесорах;

• 40% всіх інструкцій можуть виконуватись векторно на 50 000 процесорах;

• решту інструкцій можуть виконуватись векторно на всіх процесорах.

Яке значення має показник прискорення для цієї програми?

7. Чи можна для оцінки продуктивності процесора з рухомою крапкою використовувати одиницю вимірювання MIPS?

8. Чому для оцінки продуктивності паралельних систем неефективний метод обчислення продуктивності складових частин?

9. Які недоліки стосовно обчислення продуктивності має закон Амдала?

10. Як впливають параметри комунікацій на загальну продуктивність систем різного типу?

Тема №3 “Організація мереж Петрі”

Питання:

1. Поняття про мережі Петрі

2. Прості мережі Петрі

3. Розширені мережі Петрі

4. Приклади реалізації мереж Петрі

Вправи і завдання до теми №3

1. Поняття про мережі Петрі

Мережі Петрі призначені для представлення координації асинхронних подій і застосовуються для описування взаємовідносин між паралельними процесами та їх синхронізацією.

Мережа Петрі - це орієнтований, дводольний граф з мітками (марками). Це визначення треба розуміти так (рис.3.1):

Кожна мережа Петрі є графом з двома різними групами вершин: вузли та переходи. Між вузлами та переходами можуть міститися орієнтовані ребра (дуги), але два вузли або два переходи не можуть з’єднуватися ребрами. Між кожною парою вузол/перехід може існувати максимально одне ребро від вузла до переходу (ребро входу) i максимально одне ребро від переходу до вузла (ребро виходу). Вузли можуть бути вільними або зайнятими міткою (маркованими); переходи не можуть бути маркованими. Вузли, що є стартовими пунктами одного ребра до одного переходу t, називаються далі вхідними вузлами переходу t. Вузли, що є кінцевими пунктами ребра від переходу t називаються вихідними вузлами переходу t.

На рис.3.2 показано просту мережу Петрі, що має один перехід, три ребра i три вузли, два з яких марковані i один не маркований. Кожен вузол зв'язаний з переходом за допомогою одного ребра.